CN103038074A - 安装在可倾斜的行驶系上的车架倾角控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及安装在行驶系上的装置，包括：摇臂（14），所述摇臂一方面通过减震器（17）连接到可倾斜的车架（10）和另一方面通过两个连杆（13，15）连接到两个摆动臂（7，8）；锁紧部件（27），所述锁紧部件的第一固紧点出现在所述摇臂（14）上。另外，所述装置包括分离部件，所述分离部件由水平杆（21）和竖直杆（22）组成，所述水平杆和竖直杆通过连接点（24）相连接，所述水平杆和竖直杆能够围绕所述连接点枢转，所述水平杆和竖直杆的自由端部分别地被连接到所述车架和所述摇臂，所述锁紧部件（27）的第二固紧点出现在所述分离部件上。本发明还针对配有该装置的车辆，特别是四轮车。

Description

安装在可倾斜的行驶系上的车架倾角控制装置

技术领域

本发明涉及安装在可倾斜的行驶系上的车架倾角控制装置。

本发明的领域因此是具有可倾斜车架的车辆如三轮车或四轮车的领域。在三轮车的情形中，车架在其端部之一支撑一轮，车架在其另一端部被铰接于行驶系上。在四轮车的情形中，车架被铰接在前行驶系和后行驶系之间。每个行驶系因此包括两个轮，本发明涉及其两个轮是独立的和还是可倾斜的行驶系。

背景技术

因此，文献FR 2616 405教导一种机动三轮车，所述机动三轮车包括后行驶系，后行驶系的轮是独立的和可倾斜的。这些轮每个都安装在一摆动臂上，摆动臂在另一方面被铰接于与车架相固连的横向轴上。一摇臂在其中心通过减震器连接到车架，和在其端部通过连杆连接到两个摆动臂。

会出现的是，这种三轮车并不提供在弯道高速度下所要求的安全性。实际上，经受基本源于驾驶员重量的离心力的车架，趋向于向转弯道外倾斜。

这种车架位置使得驾驶困难，甚至危险。此外，会导致驾驶员无意地朝错误的方向控制车架倾斜。

文献WO 2006/130007描述了一种三轮车，其倾度是电机驱动的。对这种电机驱动的控制考虑了速度传感器、方向传感器和侧向加速传感器。对电机驱动的控制被设置成在停止或在低速给予侧向加速优先，而在高速，是方向传感器处于主导地位。再一次，车架的倾角实际上并未在高速受到控制。

对倾角的电机驱动妨碍自然驾驶，这是因为其强加这种倾角，而不是允许即是重力和离心力的物理现象起作用。此外，其消耗能量来设定车架的倾角，在能耗非常低的环保车辆的情形中，这是非常有损害的，和因此实际上看来是不适用于人力驱动的非机动的车辆的情形中。

此外，复杂的倾角控制系统具有一定的复杂性，这是对于车辆成本的必然的障碍。

因此，文献 FR 2 825 672提供一种解决方案，用于限制错误方向（contre-sens）倾斜的风险。三轮车包括在后侧布置的车轴、支撑前转向轮的车架和用于将车架连接到车轴的铰接件。不过在这里，铰接件是被动式的，车架根据施加给它的合力自由倾斜。该三轮车此外包括铰接件的锁紧部件，锁紧部件通过一摆式构件被控制。所寻求的目的这里在于避免在停止或在非常低的速度下车架倾斜，和因此，一旦速度超过一预定阈值时机构就被停用。摆式构件具有复杂的机械结构和会引起对车架的突然卡锁。

还已知文献FR 2 933 950，该文献就对倾角的控制而言提供一种令人满意的解决方案。这里，一装置包括底架、可倾斜的车架、允许车架相对于底架倾斜的被动铰接件、和锁紧该铰接件的锁紧部件即执行器。控制通过布置在可倾斜车架上的加速计、和控制电路来进行，当加速度变得过大时，控制电路锁止执行器。

通过使该文献的教导适于具有摆动臂的行驶系，这使得在车架和摇臂之间布置锁紧部件，如文献FR 2 550 507中那样。这种布置不利于减震器和执行器之间的分离。

在倾斜时，合适的是不会阻碍减震器的自由行程，以避免对该倾斜的任何妨碍。不过，执行器的长度与倾角相关：这种长度变化妨碍减震器的自由移动。

在泵唧时，合乎期望的是，执行器的长度不再变化，以避免限制减震器。不过，执行器的长度仍与减震器的长度相关。

发明内容

因此，本发明的对象在于在可倾斜的行驶系上安装的车架倾角控制装置，该倾角控制装置就减震器和锁紧部件之间的分离方面令人满意。

根据本发明，所述装置安装在行驶系上，其包括：

-摇臂，摇臂一方面通过减震器连接到可倾斜车架，和另一方面通过两个连杆连接到两个摆动臂，

-锁紧部件，锁紧部件的第一固紧点出现在摇臂上；

此外，该装置包括分离部件，分离部件由水平杆和竖直杆组成，水平杆和竖直杆通过连接点相连接，水平杆和竖直杆能够围绕该连接点枢转，水平杆和竖直杆的自由端部分别地连接到车架和摇臂，锁紧部件的第二固紧点出现在分离部件上。

因此，将第二固紧点偏置于车架外，以最小化锁紧部件的长度变化。因而最小化在减震器和锁紧部件之间的联接。

有利地，第二固紧点与连接点重合。

优选地，减震器具有其第一端部和其第二端部，第一端部连接到车架，第二端部连接到摇臂，水平杆在该第一端部处连接到车架。

有利地，第一固紧点在该减震器的第二端部处定位。

根据优选的一实施方式，锁紧部件是双作用执行器。

作为示例，双作用执行器的两个腔通过方向相反的两个单向管道相连接，每个单向管道均包括一阀门。

此外，每个所述单向管道均包括一止回阀。

有利地，装置被布置成当横向加速度超过一预定阈值时，关闭所述阀门中的允许执行器在该加速度的方向上移动的那个阀门。

另一方面，装置被布置成根据横向加速度的模数确定阀门的开度（ouverture）。

因此，此外当所述装置有该装置的纵向速度可得时，装置被布置成根据纵向速度的模数确定阀门的开度。

本发明还针对配有上文所述的装置的一种车辆、特别是四轮车。

附图说明

在下文参照附图对作为示意说明给出的实施例的描述的范围内，本发明现在将更为详细地得到展示，附图中：

-图1是安装在位于竖直位置的可倾斜车架上的具有两个独立轮的行驶系的示意性后视图，

-图2是该同一行驶系的示意性后视图，其中车架右斜，

-图3是该同一行驶系的示意性后视图，其中车架左斜，和

-图4是锁紧部件的示意图。

具体实施方式

在多个附图中展示的元件各被分配有单一的和相同的数字标记。

参照图1，本发明在三轮车或四轮车的具有独立轮的后行驶系上进行展示。

该行驶系因此包括左轮3和右轮4，左轮3和右轮4分别安装在左横向轴5、右横向轴6上，左横向轴、相应地右横向轴本身固定在左摆动臂7、相应地右摆动臂8的下端部。另外以牵引臂的名字已知的这些侧向臂在它们的上端部被固定于穿过可倾斜车架10的纵向轴9。

左连杆13的上端部铰接于左摆动臂7的上部分，其下端部铰接于将在下文进行详述的摇臂14的左端部。

同样地，右连杆15被铰接在右摆动臂8的上端部和摇臂14的右端部之间。

摇臂14是在车辆10的轮3、4之间横向布置的刚性元件。摇臂相对于车架10是浮动的，故其名。实际上，当车架和轮倾斜时，摇臂保持是水平的，基本平行于道路。

该摇臂14另一方面基本在其中央连接到车架10。这种连接可以是刚性的。不过，优选地，是减震器17固定在车架10和摇臂14之间。

根据本发明，设置分离部件，用以支撑锁紧部件。

这种分离部件包括水平杆21和竖直杆22，水平杆21和竖直杆22在一连接点24上相固连，水平杆和竖直杆可围绕该连接点枢转。

水平杆21的自由端部固定在车架10上，有利地在减震器17的上端部处。竖直杆22的自由端部在摇臂的中心和摇臂的端部（附图上的右端部）之间固定于摇臂14。

因此确定一可变形的平行四边形，该平行四边形的两条大边是减震器17以及竖直杆22，其两条小边是水平杆21和摇臂14的与水平杆相对的区部。

该分离部件的作用在于使锁紧部件的固紧点偏置于车架外。

锁紧部件的作用在于加强分离部件的结构，以使车架在给定的倾角中保持不动。

这实际上涉及这样一种元件：该元件的长度变化，但可将该元件在预定的位置中锁紧。该锁紧部件在这里呈双作用执行器的形式，其端部被固定于出现在摇臂上的第一固紧点和出现在分离部件上的第二固紧点。

根据优选的一实施方式，第二固紧点与两个杆21和22的连接点24重合，第一固紧点与减震器17的下端部的固定点重合。

在图2上，相同行驶系向右侧倾斜。可以发现，执行器27伸长一适中的值，这对于分离是有利的。

在图3上，相同行驶系向左侧倾斜。这里，执行器27被缩短，仍缩短一适中的值。

参照图4，示出锁紧构件27的一优选实施方式。这涉及一种双作用执行器，其第一腔431被布置在摇臂14侧上，而其第二腔432以及轴433被布置在车架10侧上。

第一管道435允许流体仅仅从第一腔431向第二腔432流动。同样地，第二管道445允许流体仅仅从第二腔432向第一腔431流动。

第一管道435、相应地第二管道445，包括第一止回阀436、相应地第二止回阀446，以保证流体移动的单一方向。此外，第一管道435、相应地第二管道445，包括第一阀门437、相应地第二阀门447。

控制电路450，如微控制器，响应加速计的输出信号来对阀门进行控制，加速计因此在垂直于车架平面的方向上测量车架的横向加速度。

当车架处于动态平衡时，即当横向加速度为零时，微控制器450控制阀门打开。

当横向加速度的模数超过一预定阈值时，会出现两种情况。

如果这种加速度为正，即如果车架相对于平衡位置过度倾斜，则控制电路450关闭第二阀门447和使第一阀门437打开，这是左转弯的情形。因此，执行器不能再伸长，不过执行器能缩进。自然地，在右转弯的情形中，对两个阀门437、447的控制是相反的。

相反地，如果车架10相对于平衡位置并没有足够倾斜，则控制电路450关闭第一阀门437和使第二阀门447打开。因此，执行器可伸长，不过该执行器不能缩进。

为获得锁紧部件的流畅运行和避免对车架过于突然制动，两个阀门437、447并不以全开-或-全闭方式运行，更恰当地而是具有可变化的开度。控制电路450根据横向加速度的模数确定这些阀门的开度。作为示例，这种功能是线性的，对于等于或大于一设定值的加速度则控制阀门完全封闭。

合适的是注意到，可使用双轴加速计，这两个轴在垂直于车架10的一平面中，其中一轴位于车架的平面内和另一轴垂直于该车架。

因此，通过传感器的两个轴确定的标准正交参考系中的加速度矢量角直接地反映相对于动态平衡位置的角偏差。这种角偏差可代替横向加速度模数，来用作用于控制电路450的参考，因为这仍涉及一种等效的方式。

附带地，速度传感器600给控制电路450提供装置的纵向速度。当该速度为零或非常低时，其禁用锁紧部件，即其使两个阀门437、447完全打开。因此避免妨碍车架的不规则运动，特别是在启动车辆时。

还可设置对车架倾角的锁定，例如对于在起伏地面上的使用。为此，信息被提供给控制电路450，以使得所述控制电路控制两个阀门437、447完全封闭。

还优选的是，在控制电路450内设置滤波构件，用以避免由于出现不规则的横向加速度而对阀门437、447的不适宜的控制。因此最小化或路面凹凸不平或震动的影响。该滤波构件，例如低通滤波器，被布置在加速计500的输出端。还过滤特别是在低速或在进入和离开弯道时出现的瞬变状态；通过避免伺服控制装置的振动，使运行稳定。

在上文所展示的锁紧部件具有这样的优点：能量消耗特别低，这是因为仅有的工作元件是阀门437、447。

依旧在液压领域中，可考虑使用磁流变执行器。在这类执行器中循环的流体载有铁磁微粒，使得其粘度与其所经受的磁场相关。因此，可通过使用电磁铁使对流体流动的流阻变化。

但是，本发明适用于锁紧部件的各种其它实施方式，只要锁紧部件的作用在于控制车架10的倾角。

独立于锁紧部件，合理的是，利用机械挡块（未显示）在典型地从-30°扩展到+30°的范围内限制车架10的倾角。

上文所展示的本发明的实施例考虑到其具体特征而被选择。不过穷举性地列举该发明所覆盖的所有实施方式是不可能的。特别地，所描述的各种部件可由等效部件进行替代，而不超出本发明的范围。

Claims (12)

1.安装在行驶系上的装置，其包括：

-摇臂（14），所述摇臂一方面通过减震器（17）连接到可倾斜的车架（10）和另一方面通过两个连杆（13，15）连接到两个摆动臂（7，8），

-锁紧部件（27），所述锁紧部件的第一固紧点出现在所述摇臂（14）上；

其特征在于，所述装置包括分离部件，所述分离部件由水平杆（21）和竖直杆（22）组成，所述水平杆和竖直杆通过连接点（24）相连接，所述水平杆和竖直杆能围绕所述连接点枢转，所述水平杆和竖直杆的自由端部分别地被连接到所述车架和所述摇臂，所述锁紧部件（27）的第二固紧点出现在所述分离部件上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二固紧点与所述连接点（24）重合。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述减震器（17）具有连接到所述车架（10）的第一端部和连接到所述摇臂（14）的第二端部，所述水平杆（21）在所述第一端部处联接到所述车架。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一固紧点定位在所述减震器（17）的所述第二端部处。

5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述锁紧部件（27）是双作用执行器。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述双作用执行器（27）的两个腔（431，432）通过两个反向的单向管道（435，445）相连接，每个单向管道包括一阀门（437、447）。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述单向管道（435，445）每个都包括一止回阀（436，446）。

8.根据权利要求5到8中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置被布置成在横向加速度超过预定阈值时，关闭所述阀门（437、447）中的允许所述双作用执行器（27）朝该横向加速度的方向移动的那个阀门。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置被布置成根据所述横向加速度的模数确定所述阀门（437、447）的开度。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，此外当该装置的纵向速度（600）可得时，所述装置被布置成根据所述纵向速度的模数确定所述阀门（437、447）的开度。

11.车辆，所述车辆配有根据前述权利要求中任一项所述的装置。

12.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于，所述车辆是四轮车。

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